UNIVERSIDAD AUTONOMA DE COAHUILA FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL U.T. APUNTES DE … · 2013. 4....

UNIVERSIDAD AUTONOMA DE COAHUILAFACULTAD DE INGENIERIA CIVIL U.T.

APUNTES DE CONCRETO II

M.C. Arturo Reyes Espinoza Página 1

CARRERA: INGENIERO CIVILAREA DE CONOCIMIENTO: INGENIERÍA APLICADAPROGRAMA DE ASIGNATURA: CONCRETO IIMATERIA: ESTRUCTURAS DE CONCRETONÚMERO DE CRÉDITOS: 8SEMESTRE: SEPTIMOPRÁCTICA: 32 HORASTEORÍA: 48 HORAS

OBJETIVO:EL ALUMNO ESTABLECERÁ PROCEDIMIENTOS DE DISEÑO EN LAS ESTRUCTURAS DECONCRETO, UTILIZANDO LAS NORMAS Y REGLAMENTOS DE CONSTRUCCIÓN, CON ELFIN DE PLANTEAR EN FORMA COMPLETA LOS MÉTODOS DE DISEÑO EN LA PRÁCTICAPROFESIONAL. ASÍ MISMO EL ALUMNO TENDRÁ QUE DISCUTIR LAS PROPIEDADESBÁSICAS DE LAS ESTRUCTURAS DE CONCRETO REFORZADO HACIENDO HINCAPIÉ EN SUCOMPORTAMIENTO REAL A LA LUZ DE EXPERIMENTOS Y EXPERIENCIAS, ENFOCANDOSU DESARROLLO EN EL ESTABLECIMIENTO DE CRITERIOS DE DISEÑO PARA CADAELEMENTO

UNIDAD I.-EL OBJETIVO DEL DISEÑO CONSISTE EN DETERMINAR LAS DIMENSIONES YCARACTERÍSTICAS DE LOS ELEMENTOS DE UNA ESTRUCTURA PARA QUE ESTA CUMPLACIERTA FUNCIÓN CON UN GRADO DE SERGURIDAD RAZONABLE, COMPORTÁNDOSEADEMÁS SATISFACTORIAMENTE UNA VEZ EN CONDICIONES DE SERVICIO.DEBIDO A ESTO ES NECESARIO QUE LOS ALUMNOS CONOZCAN LAS RELACIONES QUEEXISTEN ENTRE LAS CARACTERÍSTICAS DE LOS ELEMENTOS DE UNA ESTRUCTURA(DIMENSIONES, REFUERZOS, Y MÉTODOS DE DISEÑO), LAS SOLICITACIONES QUE DEBESOPORTAR Y LOS EFECTOS QUE DICHAS SOLICITACIONES PRODUCEN EN LASESTRUCTURAS DEFINIENDO DE ESTA FORMA LAS CARACTERÍSTICAS ACCIÓNRESPUESTA DE LAS ESTRUCTURAS ESTUDIADAS.

1.1 AGRIETAMIENTO1.1.1 FORMACIÓN Y DESARROLLO1.1.2 MECANISMOS DE AGRIETAMIENTO1.1.3 EXPRESIONES PARA PREDICCIÓN DE AGRIETAMIENTO1.1.4 AGRIETAMIENTO EN LOZAS1.1.5 ANCHOS PERMISIBLES DE GRIETAS1.1.6 SECCIÓN TRANSFORMADA1.1.7 RECOMENDACIONES

1.2 DEFLEXIONES1.2.1 DEFLEXIONES BAJO CARGAS DE SERVICIO DE CORTA Y LARGA DURACIÓN1.2.2 DEFLEXIONES PERMISIBLES

1.3 MENSULAS Y VIGAS DE GRAN PERALTE1.3.1 INTRODUCCIÓN1.3.2 MENSULAS1.3.3 VIGAS DE GRAN PERALTE1.3.4 EJEMPLOS




1.4 EFECTOS DE ESBELTEZ1.4.1 COMPORTAMIENTO Y VARIABLES PRINCIPALES1.4.2 MÉTODOS DE DIMENSIONAMIENTO1.4.3 CÁLCULO DE LOS EFECTOS DE ESBELTEZ1.4.4 EJEMPLOS

1.5 DIMENSIONAMIENTO DE VIGAS1.5.1 DIMENSIONAMIENTO DE ELEMENTOS DE CONCRETO REFORZADO POR

ESFUERZOS DE TRABAJO Y RESISTENCIA MÁXIMA1.5.2 RECOMENDACIONES GENERALES PARA EL DIMESIONAMIENTO DE VIGAS

SUJETAS A FLEXIÓN

UNIDAD II.-EL ALUMNO DIMENSIONARÁ COLUMNAS DADAS LA CARGA AXIAL Y EL MOMENTO QUEDEBEN RESISTIR, APLICANDO LOS EFECTOS DE ESBELTEZ Y UTILIZANDO LOSDIAGRAMAS DE INTERACCIÓN.

TEMAS:

2.1 DIMENSIONAMIENTO DE COLUMNAS2.1.1 INTRODUCCIÓN2.1.2 RECOMENDACIONES PARA EL DIMENSIONAMIENTO DE COLUMNAS2.1.3 AYUDAS DE DISEÑO PARA EL DIMENSIONAMIENTO DE COLUMNAS2.1.4 DESARROLLO DE EJEMPLOS

2.2 DESARROLLO DE MODELO A ESCALA APLICANDO ESPECIFICACIONES

UNIDAD III.-EL ALUMNO DIMENSIONARA Y ESTUDIARÁ EL COMPORTAMIENTO DE LAS LOSAS CONDIFERENTES CONDICIONES DE APOYO Y COMPARARÁ LAS ACCIONES PRINCIPALES DECADA UNA EN EL DESARROLLO DE LA PROFESIÓN Y DISEÑARÁ EL CONJUNTO DEELEMENTOS QUE CONFORMAN LAS LOSAS Y SUS APOYOS.

3.1 LOSAS EN UNA DIRECCIÓN3.1.1 INTRODUCCIÓN3.1.2 COMPORTAMIENTO Y DIMENSIONAMIENTO3.1.3 LOSA CON CARGA UNIFORMEMENTE DISTRIBUIDA3.1.4 CARGAS CONCENTRADAS3.1.5 EJEMPLO DE UNA LOSA CON CARGA CENTRADA Y DISTRIBUIDA

3.2 LOSAS EN DOS DIRECCIONES3.2.1 COMPORTAMIENTO Y MODO DE FALLA3.2.2 ANÁLISIS DE LOSAS3.2.3 DIMENSIONAMIENTO DE LOSAS APOYADAS PERIMETRALMENTE




3.2.4 DESARROLLO DE EJEMPLOS

3.3 LOSAS PLANAS3.3.1 INTRODUCCIÓN3.3.2 COMPORTAMIENTO Y DIMENSIONAMIENTO3.3.3 DESARROLLO DE EJEMPLOS

3.4 MÉTODO GENERALIZADO PARA EL DISEÑO DE LOSAS APOYADASPERIMETRALMENTE Y DE LOSAS PLANAS

3.4.1 COMPORTAMIENTO DE SISTEMAS DE PISO. VARIABLES PRINCIPALES3.4.2 MÉTODO DIRECTO3.4.3 EJEMPLOS3.4.4 MÉTODO DE LA ESTRUCTURA EQUIVALENTE3.4.5 EJEMPLOS3.4.6 COMENTARIOS SOBRE EL MÉTODO DE LA ESTRUCTURA EQUIVALENTE

ESTRATEGIAS DE ENSEÑANZA APRENDIZAJE1.- EXPOSICIÓN ORAL2.- EXPOSICIÓN AUDIOVISUAL3.- RESOLUCIÓN DE EJERCICIOS DENTRO DE CLASE4.- RESOLUCIÓN DE EJERCICIOS FUERA DE CLASE (TAREAS)5.- LECTURAS OBLIGATORIAS6.- TEMAS DE INVESTIGACIÓN7.- PRACTICAS DE LABORATORIO8.- SEMINARIOS9.- VISITAS A OBRAS

EVALUACIÓN CONTINUA1.- EXÁMENES PARCIALES2.- EXÁMENES FINALES3.- TRABAJOS Y TAREAS FUERA DEL AULA4.- PARTICIPACIÓN EN CLASE5.- REPORTES DE PRÁCTICAS E INVESTIGACIONES

BIBLIOGRAFÍAOSCAR M. GONZÁLEZ CUEVAS, FRANCISCO ROBLES F.V.ASPECTOS FUNDAMENTALES DEL CONCRETO, SEGUNDA Y TERCERA EDICIÓNNORIEGA LIMUSA

MC CORMACESTRUCTURAS DE CONCRETO REFORZADOOMEGALOUIS A. HILL JRFUNDAMENTOS DE DISEÑO ESTRUCTURALR S I

REGLAMENTO DELAS CONSTRUCCIONES DE CONCRETO REFORZADO(ACI 318-89)IMCYC




REGLAMENTO DEL DISTRITO FEDERAL

ACADEMIA DECIENCIAS DE LA INGENIERÍAM.I. OCTAVIO E. CÁRDENAS DÍAZM.I. PATRICIA REYES DÍAZM.C. MARIO MÉNDEZMUÑOZING. JESÚS ARMENDÁRIZ MENDOZAING. JAIME GONZÁLEZ VALLESING. MARCO ANTONIO DE LA CRUZ ROMERO




INDICE

UNIDAD I

AGRIETAMIENTOFORMACIÓN Y DESARROLLOMECANISMOS DE AGRIETAMIENTOEXPRESIONES PARA PREDICCIÓN DE AGRIETAMIENTOAGRIETAMIENTO EN LOZASANCHOS PERMISIBLES DE GRIETASSECCIÓN TRANSFORMADARECOMENDACIONES

DEFLEXIONESDEFLEXIONES BAJO CARGAS DE SERVICIO DE CORTA Y LARGA DURACIÓNDEFLEXIONES PERMISIBLES

MENSULAS Y VIGAS DE GRAN PERALTEINTRODUCCIÓNMENSULASVIGAS DE GRAN PERALTEEJEMPLOS

EFECTOS DE ESBELTEZCOMPORTAMIENTO Y VARIABLES PRINCIPALESMÉTODOS DE DIMENSIONAMIENTOCÁLCULO DE LOS EFECTOS DE ESBELTEZEJEMPLOS

UNIDAD IIDIMENSIONAMIENTO DE VIGASDIMENSIONAMIENTO DE ELEMENTOS DE CONCRETO REFORZADO POR ESFUERZOS DETRABAJO Y RESISTENCIA MÁXIMARECOMENDACIONES GENERALES PARA EL DIMESIONAMIENTO DE VIGAS SUJETAS AFLEXIÓN

DIMENSIONAMIENTO DE COLUMNASINTRODUCCIÓNRECOMENDACIONES PARA EL DIMENSIONAMIENTO DE COLUMNASAYUDAS DE DISEÑO PARA EL DIMENSIONAMIENTO DE COLUMNASDESARROLLO DE EJEMPLOS

LOSAS EN UNA DIRECCIÓNINTRODUCCIÓNCOMPORTAMIENTO Y DIMENSIONAMIENTOLOSA CON CARGA UNIFORMEMENTE DISTRIBUIDACARGAS CONCENTRADASEJEMPLO DE UNA LOSA CON CARGA CENTRADA Y DISTRIBUIDA




UNIDAD III.-

LOSAS EN DOS DIRECCIONESCOMPORTAMIENTO Y MODO DE FALLAANÁLISIS DE LOSASDIMENSIONAMIENTO DE LOSAS APOYADAS PERIMETRALMENTEDESARROLLO DE EJEMPLOS

LOSAS PLANASINTRODUCCIÓNCOMPORTAMIENTO Y DIMENSIONAMIENTODESARROLLO DE EJEMPLOS

MÉTODO GENERALIZADO PARA EL DISEÑO DE LOSAS APOYADAS PERIMETRALMENTE YDE LOSAS PLANASCOMPORTAMIENTO DE SISTEMAS DE PISO. VARIABLES PRINCIPALESMÉTODO DIRECTOEJEMPLOSMÉTODO DE LA ESTRUCTURA EQUIVALENTEEJEMPLOSCOMENTARIOS SOBRE EL MÉTODO DE LA ESTRUCTURA EQUIVALENTE

BIBLIOGRAFÍAOSCAR M. GONZÁLEZ CUEVAS, FRANCISCO ROBLES F.V.ASPECTOS FUNDAMENTALES DEL CONCRETO, SEGUNDA Y TERCERA EDICIÓNNORIEGA LIMUSA

MC CORMACESTRUCTURAS DE CONCRETO REFORZADOOMEGALOUIS A. HILL JRFUNDAMENTOS DE DISEÑO ESTRUCTURALR S I

REGLAMENTO DELAS CONSTRUCCIONES DE CONCRETO REFORZADO(ACI 318-89)IMCYC

REGLAMENTO DEL DISTRITO FEDERAL




DISEÑO DE ELEMENTOS DE CONCRETO REFORZADO

Existen dos teorías para el diseño de estructuras de concreto reforzado: “La teoría

elástica” llamada también “Diseño por esfuerzos de trabajo” y “La teoría plástica” ó

“Diseño a la ruptura”.

La teoría elástica es ideal para calcular los esfuerzos y deformaciones que se

presentan en una estructura de concreto bajo las cargas de servicio. Sin embargo

esta teoría es incapaz de predecir la resistencia última de la estructura con el fin

de determinar la intensidad de las cargas que provocan la ruptura y así poder

1asignar coeficientes de seguridad, ya que la hipótesis de proporcionalidad entre

esfuerzos y deformaciones es completamente errónea en la vecindad de la falla de

la estructura.

La teoría plástica es un método para calcular y diseñar secciones de

concreto reforzado fundado en las experiencias y teorías correspondientes al

estado de ruptura de las teorías consideradas.

VENTAJAS DEL DISEÑO PLÁSTICO




1. En la proximidad del fenómeno de ruptura, los esfuerzos no son

proporcionales a las deformaciones unitarias, si se aplica la teoría elástica,

esto llevaría errores hasta de un 50% al calcular los momentos resistentes

últimos de una sección. En cambio, si se aplica la teoría plástica, obtenemos

valores muy aproximados a los reales obtenidos en el laboratorio.

2. La carga muerta en una estructura, generalmente es una cantidad invariable

y bien definida, en cambio la carga viva puede variar mas allá del control

previsible. En la teoría plástica, se asignan diferentes factores de seguridad a

ambas cargas tomando en cuenta sus características principales.

3. En el cálculo del concreto presforzado se hace necesario la aplicación del

diseño plástico, porque bajo cargas de gran intensidad, los esfuerzos no son

proporcionales a las deformaciones.

HIPÓTESIS DEL DISEÑO PLÁSTICO

Para el diseño de los miembros sujetos a carga axial y momento flexionante,

rompiendo cumpliendo con las condiciones aplicables de equilibrio y

compatibilidad de deformaciones, las hipótesis son:

A) Las deformaciones unitarias en el concreto se supondrán directamente

proporcionales a su distancia del eje neutro. Excepto en los anclajes, la

deformación unitaria de la varilla de refuerzo se supondrá igual a la

deformación unitaria del concreto en el mismo punto.

B) La deformación unitaria máxima en la fibra de compresión extrema se

supondrá igual a 0.003 en la ruptura.




C) El esfuerzo en las varillas, inferior al límite elástico aparente Fy,

debe tomarse igual al producto de 2.083 x 106 kg/cm2 por la deformación

unitaria de acero. Para deformaciones mayores que corresponden al límite

elástico aparente, el esfuerzo en las barras debe considerarse

independientemente de la deformación igual el límite elástico aparente Fy.

D) Se desprecia la tensión en el concreto en secciones sujetas a flexión.

E) En la ruptura, los esfuerzos en el concreto no son proporcionales a las

deformaciones unitarias. El diagrama de los esfuerzos de compresión puede

suponerse rectangular, trapezoidal, parabólico, o de cualquier otra forma cuyos

resultados concuerden con las pruebas de los laboratorios.

F) La hipótesis anterior puede considerarse satisfecha para una distribución

rectangular de esfuerzos definida como sigue:

2

En la ruptura se puede suponer un esfuerzo de 0.85 f’c, uniformemente

distribuido sobre una zona equivalente de compresión, limitada por los bordes de

la sección transversal y una línea recta, paralela al eje neutro y localizada a una

distancia a = ß1 c a partir de la fibra de máxima deformación unitaria en

compresión y el eje neutro, se medirá perpendicularmente a dicho eje. El

coeficiente “ß1” se tomará como 0.85 para esfuerzos f’c hasta de 280 kg/cm2 y se

reducirá contínuamente en una proporción de 0.05 por cada 70 kg/cm2 de

esfuerzo en exceso de los 280 kg/cm2.

ANÁLISIS DE LAS HIPÓTESIS




La hipótesis (A), acepta la variación lineal de las deformaciones

unitarias. Lo cual es cierto, excepto en la vecindad de la ruptura, pero las

diferencias son muy pequeñas y no son dignas de tomarse en cuenta.

En cuanto a la deformación unitaria de las varillas de refuerzo es igual a la

del concreto en el mismo punto, es indispensable para el trabajo conjunto del

acero de refuerzo y el concreto.

La hipótesis (B), señala la ruptura del concreto, la deformación unitaria 0.003

cuyo valor concuerda con el promedio de los datos obtenidos en el laboratorio,

resultando ligeramente conservador.

La hipótesis (C), se fundamenta en el diagrama esfuerzo-deformación de los

aceros de refuerzo, y, para deformaciones mayores que las correspondientes al

límite elástico aparente debe considerarse el esfuerzo en las varillas,

independiente e igual a “Fy” porque se encuentran dichas deformaciones en la

zona plástica del diagrama, el cual puede considerarse horizontal sin mucho error.

La hipótesis (D), desprecia la resistencia a la tensión del concreto, en

miembros sujetos a flexión. El error que con ello se comete es muy pequeño y

permite establecer fórmulas mucho más sencillas que si se considera dicha

resistencia

La hipótesis (F), se basa en una solución presentada en 1937 por Charles S.

Whitney y tiene la ventaja de proporcionar un método muy sencillo de análisis de

las cuñas de esfuerzos de compresión.




MÉTODO DE CHARLES S. WHITNEY

Este método consiste en suponer una distribución uniforme de los esfuerzos de

compresión de intensidad 0.85 f’c actuando sobre un área rectangular limitada por

los bordes de la sección y una recta paralela el eje neutro, localizada a una

distancia a = ß1 c de la fibra de máxima deformación en compresión.

Figura 1.1. Cuña rectangular de esfuerzos equivalentes en una viga.

En la figura 1.1 se ilustra la cuña rectangular de Whitney en el caso de

flexión en una viga.

La distribución rectangular de esfuerzos tiene que cumplir dos condiciones:

1. El volumen de la cuña rectangular C tiene que ser igual al volumen de

la cuña real (Fig. 1.1).




2. La profundidad2

ade la resultante C en la cuña rectangular que

tiene que ser igual a la profundidad c2 de la resultante C en el

diagrama real de esfuerzos.

Cumpliendo esas dos condiciones, la mecánica de las fuerzas interiores en

una sección dada no se altera.

La hipótesis (F) hace que la compresión total como volumen de la cuña

rectangular tenga el valor:

bacFC ..`85.0 (a)

Para una sección rectangular.

Si se designa por ß1 la relación entre el área real del diagrama de

compresiones (Fig. 1.1) y el área del rectángulo circunscrito a ese diagrama, el

volumen de la cuña real de compresiones puede escribirse así:

cbcFC 1`85.0 (b)

Por lo que igualando las ecuaciones (A) y (B) para que cumpla la primera

condición:

cbcFbacF 1`85.0..`85.0

De donde:

a = ß1 c

Como lo establece la hipótesis (F) ya citada.

La segunda condición que deben cumplir las resultantes de los dos

diagramas (el real y el rectangular, se cumplen con la expresión):

22

a

Es decir:

21

2

c




Por lo tanto:

21

2

En consecuencia: ß2 se tomará igual a 0.425 para concretos con

2280` cmkgcF y disminuirá a razón de 0.025 por cada 270 cm

kg en exceso de

los 280 kg/cm².

En el diagrama real de esfuerzos de la figura 1.1 se ha asignado a los

esfuerzos de compresión un valor máximo de 0.85F ’c, en lugar de f’c que es la

fatiga de ruptura en cilindros a los 28 días.

Eso se debe principalmente a que los elementos estructurales por lo general

tienen una esbeltez mayor que 2, que es la correspondiente a los cilindros de

prueba. La esbeltez influye en forma muy importante en el esfuerzo final de

ruptura, el cual disminuye hasta cerca del 85% para esbelteces de 6 o mayores.

El tipo de carga también podría tener influencia en la reducción del esfuerzo

de ruptura del concreto en las estructuras, pues en estas es de larga duración,

cuando menos la correspondiente a carga muerta, la cual actúa permanentemente

desde un principio. Sin embargo, considerando que la carga muerta suele ser de

un 40% del valor de las cargas totales, s3u acción en la fatiga final de ruptura no

parece ser muy importante.

FACTORES DE CARGA

Factor de carga es el número por el cual hay que multiplicar el valor de la carga

real o de servicio para determinar la carga última que puede resistir un miembro

en la ruptura.

3




Generalmente la carga muerta en una estructura, puede

determinarse con bastante exactitud pero no así la carga viva cuyos valores el

proyectista solo los puede suponer ya que es imprevisible la variación de la misma

durante la vida de las estructuras; es por ello, que el coeficiente de seguridad o

factor de carga para la carga viva es mayor que el de la carga muerta. Los

factores que en el reglamento del ACI se denominan U, son los siguientes:

A) Para combinaciones de carga muerta y carga viva:

U = 1.4D + 1.7L

Donde: D = Valor de la carga muerta y

L = Valor de la carga viva

B) Para combinaciones de carga muerta, carga viva y carga accidental:

U = 0.75 (1.4D + 1.7L + 1.7W) o

U = 0.75 (1.4D + 1.7L + 1.87E)

Donde: W = Valor de la carga de viento y

E = Valor de la carga de sismo

Cuando la carga viva sea favorable se deberá revisar la combinación de

carga muerta y carga accidental con los siguientes factores de carga:

U = 0.90D + 1.30W

U = 0.90D + 1.30E




FACTORES DE REDUCCIÓN

Es un número menor que 1, por el cual hay que multiplicar la resistencia nominal

calculada para obtener la resistencia de diseño.

Al factor de reducción de resistencia se denomina con la letra Ø: los factores

de reducción son los siguientes:

Para:

Flexión ...................................................0.90

Cortante y Torsión ..................................0.75

Adherencia .............................................0.85

Compresión con o sin flexión

columnas con refuerzo helicoidal ...........0.75

Columnas con Estribos ..........................0.70

El factor de reducción de resistencia toma en cuenta las incertidumbres en

los cálculos de diseño y la importancia relativa de diversos tipos de elementos;

proporciona disposiciones para la posibilidad de que las pequeñas variaciones

adversas en la resistencia de los materiales, la mano de obra y las dimensiones

las cuales, aunque pueden estar individualmente dentro de las tolerancias y los

límites pueden al continuarse, tener como resultado una reducción de la

resistencia.

VIGAS RECTANGULARES SIMPLEMENTE ARMADAS

Una viga de concreto es rectangular, cuando su sección transversal en

compresión tiene esa forma.




Es simplemente armada, cuando sólo tiene refuerzo para tomar la

componente de tensión del par interno.

En general, en una viga la falla puede ocurrir en dos formas:

Una de ellas se presenta cuando el acero de refuerzo alcanza su límite

elástico aparente o límite de fluencia Fy; sin que el concreto llegue aún a su fatiga

de ruptura 0.85 F`c.

La viga se agrietará fuertemente del lado de tensión rechazando al eje neutro

hacia las fibras más comprimidas, lo que disminuye el área de compresión,

aumentando las fatigas del concreto hasta presentarse finalmente la falla de la

pieza. Estas vigas se llaman “Subreforzadas” y su falla ocurre más ó menos

lentamente y va precedida de fuertes deflexiones y grietas que la anuncian

con anticipación.

El segundo tipo de falla se presenta cuando el concreto alcanza su límite

0.85 F`c mientras que el acero permanece por debajo de su fatiga Fy. Este tipo de

falla es súbita y prácticamente sin anuncio previo, la cual la hace muy peligrosa.

Las vigas que fallan por compresión se llaman “Sobrereforzadas”.

Puede presentarse un tipo de vida cuya falla ocurra simultáneamente para

ambos materiales, es decir, que el concreto alcance su fatiga límite de compresión

0.85 F’c, a la vez que el acero llega también a su límite Fy. A estas vigas se les da

el nombre de “Vigas Balanceadas” y también son peligrosas por la probabilidad

de la falla de compresión.

Para evitar las vigas sobre reforzadas y las balanceadas, el reglamento del

ACI 318-02 limita el porcentaje de refuerzo al 75% del valor correspondiente a las

secciones balanceadas.

Por otra parte, también las vigas con porcentajes muy pequeños, suelen

fallar súbitamente; para evitar ese riesgo el reglamento ACI 318-02 exige que el

porcentaje mínimo en miembros sujetos a flexión sea de:




Fy

5.14 .

El porcentaje de la sección balanceada se obtiene como sigue:

Por equilibrio de fuerzas:

TC

bccFC 1`85.0

FyAsT .

Por lo tanto: FyAsbccF .`85.0 1

d

ccFFy

bd

As`85.0 1

Llamando:bd

As

d

c

Fy

cF.

`85.0 1 (2.1)

Del diagrama de deformaciones, aceptando las condiciones de viga balanceada:

003.0cEs

Fyy

Fy

x

Fyd

c

yc

c

6115

6115

10039.2003.0

003.0

6

Por lo tanto:FyFy

cFb

6115

6115.

`85.0 1 (2.2)

La expresión (2.2) representa el valor del porcentaje de refuerzo en la

sección balanceada de una viga. El reglamento ACI 318-02 limita el porcentaje

máximo aplicable a miembros sujetos a flexión, a 75% de ese valor por las

razones ya explicadas.




FyFy

cFx

6115

6115.

`85.075.0 1max

(2.3)

El momento último resistente de una viga rectangular puede deducirse de la

siguiente manera:

TC en consecuencia: AsFycbcF ..`85.0 1

Fig. 2.1. Deformaciones y esfuerzos en una viga rectangular.

El asignar a fs el valor Fy. Se está considerando que el acero fluye y la viga

es sobrereforzada:bcF

AsFyc

.`85.0 1

Si llamamos:bd

As d

cF

Fyc

`85.0 1

(2.4)

Que es la profundidad el eje neutro en la ruptura.

El momento último del par es:

)..( 2 cdCMu (Fig. 2.1)

En donde: cbcFC ..`85.0 1

Y sustituyendo valores de C y c:




)`85.0

1.(1

22

cF

FyFybdMu

Y se designa por:cF

Fy

`

)85.0

1.(.`1

22 acFbdMu

(2.5)

Anteriormente habíamos establecido que 21 2

Por lo tanto: )59.01.(.`2 cFbdMu

Estableciendo el momento último en función del acero de refuerzo se

produce de la siguiente manera, refiriéndose a la figura 2.1 y empleando la cuña

rectangular de Whitney:

)2

.(.a

dFyAsMu

Ambas expresiones del momento último, el reglamento las propone

afectadas de un coeficiente de seguridad que como ya se vio, para las vigas vale

0.9, por lo que quedarían finalmente:

)59.01.(.`.( 2 cFbdMu (2.6)

)

2.(.

adAsFyMu (2.7)

En donde:

bcF

AsFya

.`85.0 (2.8)

En función de porcentaje, el momento último toma la forma:

)

`59.01(. 2

cF

FyFybdMu (2.9)

Despejando el índice de refuerzo “W” de la fórmula (2.6):




)59.01(.`. 2 bdcFMu

Dado que 90.0

)59.01(.`90.0 2 bdcFMu222 .`53.0.`90.0 bdcFbdcFMu

Por lo tanto: 0.`90.0.`53.0 222 MubdcFbdcF

0).`53.0

698.1.(.`53.02

22 bdcF

MubdcF

).`53.0

721.0(849.02bdcF

Mu

En la fórmula anterior, únicamente se toma el signo negativo ya que si

tomamos el valor positivo del radical resultaría “W” muy alto y al calcular el

porcentaje de acero “ ” conFy

cF` , resultaría mayor que el máximo

permisible, b 75.0max

Así que: ).`53.0

721.0(849.02bdcF

Mu (2.10)

4

REQUISITOS DE SEPARACIONES Y RECUBRIMIENTOS

LIBRES DEL ACERO DE REFUERZO EN VIGAS

4 4




Recubrimiento

El refuerzo debe de tener recubrimiento adecuado cuyo fin es el de proteger

al acero de dos agentes: La corrosión y el fuego.

La magnitud del recubrimiento debe fijarse por lo tanto, según la importancia

de estos agentes agresivos.

Debe, por lo tanto, preveerse de un recubrimiento suficiente para tales fines,

aunque un recubrimiento demasiado grande, provocará demasiadas grietas.

El agrietamiento se debe a las deformaciones causadas por los cambios

volumétricos y los esfuerzos ocasionados por fuerzas de tensión, por momentos

flexionantes, o por las fuerzas cortantes.

El recubrimiento se mide desde la superficie del concreto hasta la superficie

exterior del acero, a la cual, se aplica el recubrimiento. Cuando se prescriba un

recubrimiento mínimo para una clase de elemento estructural; éste debe medirse:

Hasta el borde exterior de los estribos, anillos ó espirales, si el refuerzo

transversal confina las varillas principales hasta la capa más cercana de varillas, si

se emplea más de una capa sin estribos o anillos, hasta los dispositivos metálicos

de los extremos o los ductos en el acero de preesfuerzo postensado. El

reglamento del A.C.I. 318-02 recomienda un recubrimiento mínimo de 4 cm. para

vigas.

Límites para el Espaciamiento del Refuerzo en Vigas

En cuanto a la separación de las varillas en vigas, el reglamento del A.C.I. 318-02

recomienda lo siguiente:

-

- La distancia libre entre barras paralelas no debe ser menor

que: El diámetro nominal de las barras: 1.3 veces el tamaño máximo del agregado

grueso ó 2.5 cm.




- Cuando el refuerzo paralelo se coloque en dos o

más capas, las varillas de las capas superiores deben colocarse exactamente

arriba de las que están en las capas inferiores, con una distancia libre entre

ambas, no menor de 2.5 cm.

Deflexiones en Vigas

El cálculo de deflexiones tiene dos aspectos.

Por un lado, es necesario calcular las deflexiones de miembros

estructurales bajo cargas y condiciones ambientales conocidas.

Por otro lado, deben establecerse criterios sobre límites aceptables de

deflexiones.

El problema de calcular las deflexiones de miembros de estructuras reales

es aún más difícil que el de estimar las deflexiones de vigas ensayadas en

laboratorios. Los siguientes son algunos de los factores que lo complican.

El comportamiento del concreto es función del tiempo y, por consiguiente en

cualquier enfoque riguroso debe de tenerse en cuenta la historia de carga del

miembro investigado. En la práctica esto no es posible generalmente, ya que las

condiciones de carga son muy variables, tanto en magnitud como en el tiempo de

aplicación.

También son difíciles de predecir las variaciones de humedad y temperatura

con el tiempo, las cuales tienen influencia sobre las deflexiones a largo plazo.

El segundo aspecto, o sea, la limitación de deflexiones, es importante

desde dos puntos de vista.

En primer lugar, las deflexiones excesivas de un miembro pueden producir

daños en otros miembros estructurales, o más frecuentemente en elementos no




estructurales como muros divisorios, o acarrear problemas como

acumulación de agua en azoteas.

Los valores de las deflexiones permisibles dependen desde este punto de

vista de varios factores, tales como el tipo de elementos no estructurales, tipo de

conexión entre el miembro estructural y otros elementos estructurales o no, y del

método de construcción utilizado.

En segundo lugar, a veces es significativa la respuesta humana ante las

deflexiones de los miembros. Las deflexiones excesivas no son toleradas por los

usuarios de la estructura, ya que producen una sensación de inseguridad, ya por

razones de orden estético.

Existen métodos para el cálculo de deflexiones de vigas bajo cargas de

servicio de corta y larga duración.

Algunos de estos métodos son: Métodos de YU y WINTER, Método del

Reglamento del A.C.I. 318-02, Método de las NTCDF, además de otros métodos

como los propuestos por el Comité Euro-Internacional del Concreto (CEB).

Deflexiones Permisibles

Se ha mencionado anteriormente que las deflexiones de elementos estructurales

deben limitarse por dos razones: Por la posibilidad de que provoquen daños en

otros elementos de la estructura y por los motivos de orden estético.

El valor de las deflexiones permisibles para evitar daños en otros

elementos, depende principalmente del tipo de elementos y de construcción

empleados, también debe de considerarse el procedimiento de construcción.

Desde el punto de vista estético, el valor de las deflexiones permisibles

depende principalmente del tipo de estructura y de la existencia de líneas de




referencia que permitan apreciar las deflexiones. Es obvio que las

deflexiones permisibles en una residencia deben ser menores que en una bodega.

Cuando existe una línea horizontal de referencia, las deflexiones

permisibles deben fijarse como un valor absoluto, mientras que si no existe dicha

referencia, es más conveniente fijar las deflexiones permisibles como una fracción

del claro de la viga.

La posibilidad de dar contraflechas es otro factor que debe tomarse en

cuenta al establecer las deflexiones permisibles. El valor de la contraflecha puede

restarse de la deflexión calculada y la diferencia, compararse con la deflexión

permisible. Sin embargo, no deben darse contraflechas excesivamente grandes.

Control de Deflexiones

El reglamento A.C.I. 318-02 permite prescindir del cálculo de deflexiones de vigas

y de losas que trabajan en una dirección siempre que se satisfagan los peraltes no

perjudique a elementos no estructurales.

Tabla 2.1

Peraltes totales mínimos de vigas y losas que trabajan en una dirección cuando no

se calculan las deflexiones y cuando las deformaciones de dichos elementos no

perjudican a elementos no estructurales.

elemento Libremente

apoyada

Un extremo

continuo

Ambos extremos

continuos

voladizo

Losas macizas L / 20 L / 24 L / 28 L / 10

Vigas y losas

nervuradas

L / 16 L /18.5 L / 21 L / 8

La longitud “L” es en cms.

Nota: Estos valores se aplican para concreto de peso normal y acero con límite de fluencia Fy =

4220 kg/cm².




Para valores distintos de Fy, los valores de esta tabla deberán

multiplicarse por: )7030

4.0(Fy

Algunos Criterios para el Dimensionamiento de Vigas

El caso mas general en el dimensionamiento de vigas es aquél en el que son

conocidos el momento flexionante y las resistencias de los materiales y se trata de

determinar las dimensiones de la sección y el área de acero necesaria.

En la ecuación de flexión: )59.01(.`. 2 bdcFMuExisten tres variables independientes que intervienen en el problema: b, d y W.

Según la forma en que se plantea el problema y de acuerdo con algún

criterio conveniente, se suelen fijar los valores de dos de estas variables y se

calcula la tercera de ellas.

Una forma común de proceder consiste en suponer un valor de P, a partir

del cual se determina un valor de W, y el valor de la relación b/d. En casos

prácticos puede resultar preferible partir de la relación b/h.

El valor de P que se suponga debe estar comprendido entre los límites

inferior y superior permisibles, y debe fijarse atendiendo a consideraciones

económicas.

Para condiciones de costos prevalecientes en México, los porcentajes

pequeños suelen conducir a soluciones mas económicas. Si el valor escogido es

del orden de 0.35 a 0.50 balanceado o menor, habrá poco riesgo de que las

deflexiones sean excesivas. Sin embargo, puede suceder que sea necesario

lograr secciones esbeltas por motivos arquitectónicos o para disminuir el peso

propio, y entonces conviene usar porcentajes elevados. El valor ded

b que se

suponga, influye considerablemente en el costo de la estructura: Mientras más

peraltada sea la sección, menor es el consumo de materiales.




Sin embargo, el uso de peraltes excesivamente grandes puede

llevar a problemas de inestabilidad lateral y a un aumento en el costo de los

acabados del edificio, debido al incremento en el espesor de los sistemas de piso.

También el costo de la cimbra aumenta con el peralte de la viga. Cuando no

existen limitaciones en el peralte, los valores b/d suelen estar comprendidos entre

¼ y ½ aproximadamente.

5

EJEMPLOS DE VIGAS RECTANGULARES SIMPLEMENTE ARMADAS.

Determinar el último momento resistente de una viga rectangular simplemente

armada, investigando si la viga falla en tensión o compresión.

A) Por medio de la cuña rectangular de esfuerzos.

B) Por fórmulas.

DATOS:

5 5




SOLUCION:

a).- Por medio de la cuña rectangular.

1.- Cálculo de la profundidad del eje neutro.

Cuyo valor no debe exceder de:

TC

FyAsbacF ...`85.0

Suponiendo que el acero fluye.

cbF

AsFya

`85.0

Sustituyendo los valores en la ecuación anterior tenemos:

cma 58.12)200)(20)(85.0(

)4250)(14.10(

2.- Tipo de falla de la viga.




Para calcular el tipo de falla de la viga, podemos calcular la

Deformación Máxima del concreto cuando el acero empieza a fluir.

Del diagrama de Deformaciones de la figura anterior tenemos.

cd

c

y

c

cd

cyc

Recordando que: ca 1 y como F`c = 200 kg/cm² < 280 kg/cm²

85.01 Por lo tanto: cma

c 80.1485.0

58.12

1

0021.0101.2

42506

xEs

Fyy

Por lo tanto: 0012.080.1440

)80.14)(0021.0(

c

Resultó menor que 0.003 y por lo tanto, la viga falla en tensión.

3.- Momento resistente.

)

2(

adAsFyMu Donde 90.0 para flexión

Sustituyendo:

mkgxMu

1298230)

2

58.1240(425014.1090.0




b).- Por Formulas.

1.- Calculo del porcentaje de acero.

0127.0)40)(20(

14.10 2

cmcm

cm

bd

As

Cuyo valor no debe exceder de:

FyFy

cFx

6115

6115.

`85.075.0 1

0152.042506115

6115

4250

200)85.0(75.0 2

El porcentaje de la viga es mucho menor que el límite que señala el

reglamento y que corresponde el 75% del valor del porcentaje para sección

balanceada. Por lo tanto, “la viga es subreforzada y falla en tensión”.

2.- Calculo del último momento resistente.

cF

Fy

`

268.0200

)4250)(0127.0(

)0591(`( 2 cFbdMu

Sustituyendo en la ecuación anterior tenemos:




)268.0)(59.0(1)268.0)(200)(40)(20(90.0 2 Mu

Mu = 1299593 kg-cm

En los siguientes ejemplos se procede a calcular el área de acero de una viga

rectangular simplemente armada para que resista un momento último dado,

conociendo la resistencia de los materiales y proponiendo una sección.

Se busca que las vigas sean subreforzadas ya que como se mencionó

anteriormente su falla ocurre más o menos lenta y va precedida de grietas y

deflexiones que la anuncian.

Se resuelve por medio de fórmulas ya que es un procedimiento más rápido.

Ejemplo número 2

Diseñar por flexión el área de acero máxima que requiere una viga

rectangular simplemente reforzada con F`c = 200 kg/cm², Fy = 4220 kg/cm².

La carga muerta incluye el peso propio de la viga.

- Cálculo de la carga última:




-m

kgDlive 1800 ;

mkgDD LiveLU 2520)1800)(4.1(4.1

-m

kgLLIVE 1000 ; m

kgLL LiveLU 1700)1000)(7.1(7.1

mkgWu 4220

Recuérdese que los factores de carga son 1.4 para carga muerta y de 1.7

para carga viva.

- Cálculo del momento último máximo

- Como la viga está simplemente apoyada, el momento máximo

ocurre en el centro del claro y vale8

2WL.

mkgm

Mu 189908

)00.6)(4250( 2

- Cálculo del peralte efectivo.

- Con el fin de evitar deflexiones excesivas en la viga, se

propone un porcentaje balanceado 5.0 .

02026.042506115

6115.

4250

)200)(85.0)(85.0(

b

0101.0)02026.0)(5.0(

216.0)200

4220)(0101.0(

`

cF

FyW

))123.059.0(1)(213.0)(200)(90.0(

)100)(18990(

)59.01(.` xbcF

Mud




cmcmd 5060.47

nota: Para que las unidades sean compatibles en la formula “Mu” debe sustituirse

en kg-m

Como el peralte efectivo “d” adoptado fuè de 50 cm en lugar de 47 cm, cambia el

índice de refuerzo de la sección supuesta.

190.0)50)(25)(200)(53.0(

)100)(18990(721.0(849.0

2

0090.0)4220

200)(190.0(

`

Fy

cF

Comparando los porcentajes de acero permisibles, tenemos:

0033.0)2026.0)(75.0(75.0max b

0.003 < 0.0090 < 0.0152

Por lo tanto el porcentaje obtenido esta dentro de lo permitido.

Obtención del área de acero.

225.11)50)(25)(0090.0( cmcmcmbdAs

Comparando el peralte total “h” con el mínimo que recomienda el reglamento

A.C.I. 318-02, para evitar el calculo de deflexiones.

Peralte mínimo recomendado.




cmcmL

h 5.3716

600

16 , para vigas simplemente apoyadas.

37.5 cm < 50 cm, por lo tanto el peralte obtenido es correcto. √ o.k.

Ejemplo número 3

Calcular el área máxima de acero que requiere la viga doblemente empotrada de

la figura siguiente.

Calculo del peso propio de la viga:

Wpropio = (0.20)(0.50)(2400) = 240 kg/m




Sumando el peso propio a la carga muerta existente, tendremos:

Cm total = 1.4 Cm + 1.7 Cv

Cm total = 1500 kg/m + 240 kg/m = 1740 kg/m




Calculo del área de acero para Momento Negativo:

3056.0))45)(20)(200)(53.0(

10018277(721.0(849.0

2

x

0145.04220

)200)(3056.0(`

Fy

cF




6

Comparando el porcentaje obtenido con los permisibles, tenemos:

0033.04220

5.145.14min

Fy ; balanceado 75.0max

0152.042206115

6115.

4220

)200)(85.0(75.0

6115

6115.

`85.075.0

21

max

FyFy

cF

0.0033 < 0.0145 < 0.0152 o.k √

Por lo tanto el porcentaje obtenido es correcto.

205.13)45)(20)(0145.0( cmcmcmbdAs

6 6 EL.




Cálculo del área de acero para momento negativo:

mkgM 50.9138max)(

136.0)50)(20)(200)(53.0(

)100)(50.9138()0721.0(849.0

2

0064.04220

)200)(136.0(`

Fy

cF

imoimo maxmin 0064.0

276.5)45)(20)(0064.0( cmcmcmbdAs




I

NORMAS TÉCNICAS COMPLEMENTARIAS

PARA DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE

ESTRUCTURAS DE CONCRETO




ÍNDICE

Normas Técnicas Complementarias para Diseño y Construcción de Estructuras deConcreto

NOTACIÓN

1. CONSIDERACIONES GENERALES

1.1 Alcance

1.2 Unidades

1.3 Criterios de diseño

1.3.1 Estados límite de falla




1.3.2 Estados límite de servicio

1.3.3 Diseño por durabilidad

1.3.4 Diseño por sismo

1.4 Análisis

1.4.1 Aspectos generales

1.4.2 Efectos de esbeltez

1.4.2.1 Conceptos preliminares

1.4.2.2 Método de amplificación de momentos flexionantes

1.4.2.3 Análisis de segundo orden

1.5 Materiales

1.5.1 Concreto

1.5.1.1 Materiales componentes para concretos clase 1 y 2

1.5.1.2 Resistencia a compresión

1.5.1.3 Resistencia a tensión

1.5.1.4 Módulo de elasticidad

1.5.1.5 Contracción por secado

1.5.1.6 Deformación diferida

1.5.2 Acero

1.6 Dimensiones de diseño

1.7 Factores de resistencia

2. estados límite de falla




2.1 Hipótesis para la obtención de resistencias de diseño a flexión, carga axial yflexocompresión

2.2 Flexión

2.2.1 Refuerzo mínimo

2.2.2 Refuerzo máximo

2.2.3 Secciones L y T

2.2.4 Fórmulas para calcular resistencias

2.2.5 Resistencia a flexión de vigas diafragma

2.3 Flexocompresión

2.3.1 Excentricidad mínima

2.3.2 Compresión y flexión en dos direcciones

2.4 Aplastamiento

2.5 Fuerza cortante

2.5.1 Fuerza cortante que toma el concreto, VcR

2.5.1.1 Vigas sin presfuerzo

2.5.1.2 Elementos anchos

2.5.1.3 Miembros sujetos a flexión y carga axial

2.5.1.4 Miembros de concreto presforzado

2.5.2 Refuerzo por tensión diagonal en vigas y columnas sin presfuerzo

2.5.2.1 Requisitos generales

2.5.2.2 Refuerzo mínimo

2.5.2.3 Separación del refuerzo transversal




2.5.2.4 Limitación para Vu

2.5.2.5 Fuerza cortante que toma un solo estribo o grupo de barras paralelasdobladas

2.5.3 Refuerzo por tensión diagonal en vigas presforzadas



2.5.3.3 Fuerza cortante que toma el refuerzo transversal

2.5.4 Proximidad a reacciones y cargas concentradas

2.5.5 Vigas con tensiones perpendiculares a su eje

2.5.6 Interrupción y traslape del refuerzo longitudinal

2.5.7 Fuerza cortante en vigas diafragma

2.5.7.1 Sección crítica


2.5.7.3 Fuerza cortante que toma el refuerzo transversal

2.5.7.4 Limitación para Vu

2.5.8 Refuerzo longitudinal en trabes

2.5.9 Fuerza cortante en losas y zapatas

2.5.9.1 Sección crítica

2.5.9.2 Esfuerzo cortante de diseño

2.5.9.3 Resistencia de diseño del concreto


2.5.9.5 Refuerzo necesario para resistir la fuerza cortante




2.5.10 Resistencia a fuerza cortante por fricción

2.5.10.1 Requisitos generales ....................

2.5.10.2 Resistencia de diseño ..................

2.5.10.3 Tensiones normales al plano crítico

2.6 Torsión

2.6.1 Elementos en los que se pueden despreciar los efectos de torsión.

2.6.2 Cálculo del momento torsionante de diseño, Tu

2.6.2.1 Cuando afecta directamente al equilibrio

2.6.2.2 Cuando no afecta directamente al equilibrio

2.6.2.3 Cuando pasa de una condición isostática a hiperestática

2.6.3 Resistencia a torsión

2.6.3.1 Dimensiones mínimas

2.6.3.2 Refuerzo por torsión

2.6.3.3 Detalles del refuerzo

2.6.3.4 Refuerzo mínimo por torsión

2.6.3.5 Separación del refuerzo por torsión

3. Estados límite de servicio

3.1 Esfuerzos bajo condiciones de servicio

3.2 Deflexiones

3.2.1 Deflexiones en elementos no presforzados que trabajan en una dirección

3.2.1.1 Deflexiones inmediatas

3.2.1.2 Deflexiones diferidas




3.3 Agrietamiento en elementos no presforzados que trabajan en una dirección

4. Diseño por durabilidad

4.1 Disposiciones generales

4.1.1 Requisitos básicos

4.1.2 Requisito complementario

4.1.3 Tipos de cemento

4.2 Clasificación de exposición

4.3 Requisitos para concretos con clasificaciones de exposición A1 y A2

4.4 Requisitos para concretos con clasificaciones de exposición B1, B2 y C

4.5 Requisitos para concretos con clasificación de exposición D

4.6 Requisitos para concretos expuestos a sulfatos

4.7 Requisitos adicionales para resistencia a la abrasión

4.8 Restricciones sobre el contenido de químicos contra la corrosión

4.8.1 Restricciones sobre el ion cloruro para protección contra la corrosión

4.8.2 Restricción en el contenido de sulfato

4.8.3 Restricciones sobre otras sales

4.9 Requisitos para el recubrimiento del acero de refuerzo

4.9.1 Disposición general

4.9.2 Recubrimiento necesario en cuanto a la colocación del concreto

4.9.3 Recubrimiento para protección contra la corrosión

4.10 Reacción álcali–agregado




5. Requisitos complementarios

5.1 Anclaje

5.1.1 Requisito general

5.1.2 Longitud de desarrollo de barras a tensión

5.1.2.1 Barras rectas

5.1.2.2 Barras con dobleces

5.1.3 Longitud de desarrollo de barras a compresión

5.1.4 Vigas y muros


5.1.4.2 Requisitos adicionales

5.1.5 Columnas

5.1.6 Anclajes mecánicos

5.1.7 Anclaje del refuerzo transversal

5.1.8 Anclaje de malla de alambre soldado

5.2 Revestimientos

5.3 Tamaño máximo de agregados

5.4 Paquetes de barras

5.5 Dobleces del refuerzo

5.6 Uniones de barras

5.6.1 Uniones de barras sujetas a tensión


5.6.1.2 Traslape




5.6.1.3 Uniones soldadas o mecánicas

5.6.2 Uniones de malla de alambre soldado

5.6.3 Uniones de barras sujetas a compresión

5.7 Refuerzo por cambios volumétricos

5.8 Inclusiones

5.9 Separación entre barras de refuerzo

6. DISPOSICIONES COMPLEMENTARIAS PARA ELEMENTOSESTRUCTURALES COMUNES

6.1 Vigas

6.1.1 Requisitos generales

6.1.2 Pandeo lateral

6.1.3 Refuerzo complementario en las paredes de las vigas

6.1.4 Vigas diafragma

6.1.4.1 Disposición del refuerzo por flexión

6.1.4.2 Revisión de las zonas a compresión

6.1.4.3 Disposición del refuerzo por fuerza cortante

6.1.4.4 Dimensionamiento de los apoyos

6.1.4.5 Vigas diafragma que unen muros sujetos a fuerzas horizontales ensu plano (vigas de acoplamiento)

6.1.5 Vigas de sección compuesta

6.1.5.1 Conceptos generales

6.1.5.2 Efectos de la fuerza cortante horizontal

6.1.5.3 Efectos de la fuerza cortante vertical




6.2 Columnas

6.2.1 Geometría

6.2.2 Refuerzo mínimo y máximo

6.2.3 Requisitos para refuerzo transversal

6.2.3.1 Criterio general

6.2.3.2 Separación

6.2.3.3 Detallado

6.2.4 Columnas zunchadas

6.2.5 Resistencia mínima a flexión de columnas

6.2.5.1 Resistencia a fuerza cortante en uniones viga–columna

6.2.6 Detalles del refuerzo en intersecciones con vigas o losas

6.3 Losas

6.3.1 Disposiciones generales

6.3.1.1 Método de análisis

6.3.1.2 Losas encasetonadas

6.3.2 Losas que trabajan en una dirección

6.3.3 Losas apoyadas en su perímetro

6.3.3.1 Momentos flexionantes debidos a cargas uniformemente distribuidas

6.3.3.2 Secciones críticas y franjas de refuerzo

6.3.3.3 Distribución de momentos flexionantes entre tableros adyacentes

6.3.3.4 Disposiciones sobre el refuerzo




6.3.3.5 Peralte mínimo

6.3.3.6 Revisión de la resistencia a fuerza cortante

6.3.4 Cargas lineales

6.3.5 Cargas concentradas

6.3.6 Losas encasetonadas

6.4 Zapatas

6.4.1 Diseño por flexión

6.4.2 Diseño por cortante

6.4.3 Anclaje

6.4.4 Diseño por aplastamiento

6.4.5 Espesor mínimo de zapatas de concreto reforzado

6.5 Muros

6.5.1 Muros sujetos solamente a cargas verticales axiales o excéntricas

6.5.1.1 Ancho efectivo ante cargas concentradas


6.5.2 Muros sujetos a fuerzas horizontales en su plano

6.5.2.1 Alcances y requisitos generales

6.5.2.2 Momentos flexionantes de diseño

6.5.2.3 Flexión y flexocompresión

6.5.2.4 Elementos de refuerzo en los extremos de muros

6.5.2.5 Fuerza cortante

6.5.2.6 Muros acoplados




6.6 Diafragmas y elementos a compresión de contraventeos

6.6.1 Alcance

6.6.2 Firmes colados sobre elementos prefabricados

6.6.3 Espesor mínimo del firme

6.6.4 Diseño

6.6.5 Refuerzo

6.6.6 Elementos de refuerzo en los extremos

6.7 Arcos, cascarones y losas plegadas

6.7.1 Análisis

6.7.2 Simplificaciones en el análisis de cascarones y losas plegadas

6.7.3 Dimensionamiento

6.8 Articulaciones plásticas en vigas, columnas y arcos

6.9 Ménsulas


6.9.2 Dimensionamiento del refuerzo

6.9.3 Detallado del refuerzo

6.9.4 Área de apoyo

7. Marcos dúctiles

7.1 Requisitos generales

7.1.1 Estructuras diseñadas con Q igual a 4

7.1.2 Estructuras diseñadas con Q igual a 3

7.1.3 Miembros estructurales de cimentaciones




7.1.4 Requisitos complementarios

7.1.5 Características mecánicas de los materiales

7.1.6 Uniones soldadas de barras

7.1.7 Dispositivos mecánicos para unir barras

7.2 Miembros a flexión

7.2.1 Requisitos geométricos

7.2.2 Refuerzo longitudinal

7.2.3 Refuerzo transversal para confinamiento

7.2.4 Requisitos para fuerza cortante

7.2.4.1 Fuerza cortante de diseño

7.2.4.2 Refuerzo transversal para fuerza cortante

7.3 Miembros a flexocompresión

7.3.1 Requisitos geométricos


7.3.2.1 Procedimiento general

7.3.2.2 Procedimiento optativo

7.3.3 Refuerzo longitudinal

7.3.4 Refuerzo transversal

7.3.5 Requisitos para fuerza cortante

7.3.5.1 Criterio y fuerza de diseño

7.3.5.2 Contribución del concreto a la resistencia

7.3.5.3 Refuerzo transversal por cortante




7.4 Uniones viga–columna


7.4.2 Refuerzo transversal horizontal

7.4.3 Refuerzo transversal vertical

7.4.4 Resistencia a fuerza cortante

7.4.5 Anclaje del refuerzo longitudinal

7.4.5.1 Barras que terminan en el nudo

7.4.5.2 Barras continuas a través del nudo

7.5 Conexiones viga–columna con articulaciones alejadas de la cara de lacolumna


7.5.2 Refuerzo longitudinal de las vigas


7.5.4 Uniones viga–columna

8. Losas planas


8.2 Sistemas losa plana–columnas para resistir sismo

8.3 Análisis

8.3.1 Consideraciones generales

8.3.2 Análisis aproximado por carga vertical

8.3.2.1 Estructuras sin capiteles ni ábacos

8.3.2.2 Estructuras con capiteles y ábacos




8.3.3 Análisis aproximado ante fuerzas laterales

8.3.3.1 Estructuras sin capiteles ni ábacos

8.3.3.2 Estructuras con capiteles y ábacos

8.4 Transmisión de momento entre losa y columnas

8.5 Dimensionamiento del refuerzo para flexión

8.6 Disposiciones complementarias sobre el refuerzo

8.7 Secciones críticas para momento

8.8 Distribución de los momentos en las franjas

8.9 Efecto de la fuerza cortante

8.10 Peraltes mínimos

8.11 Dimensiones de los ábacos

8.12 Aberturas

9. Concreto Presforzado

9.1 Introducción

9.1.1 Definición de elementos de acero para presfuerzo

9.2 Presfuerzo parcial y presfuerzo total

9.3 Estados límite de falla

9.3.1 Flexión y flexocompresión

9.3.1.1 Esfuerzo en el acero de presfuerzo en elementos a flexión

9.3.1.2 Refuerzo mínimo en elementos a flexión

9.3.1.3 Refuerzo máximo en elementos a flexión

9.3.1.4 Secciones T sujetas a flexión




9.3.1.5 Refuerzo transversal en miembros a flexocompresión

9.3.2 Fuerza cortante

9.3.3 Pandeo debido al presfuerzo

9.3.4 Torsión

9.4 Estados límite de servicio

9.4.1 Elementos con presfuerzo total

9.4.1.1 Esfuerzos permisibles en el concreto

9.4.1.2 Esfuerzos permisibles en el acero de presfuerzo

9.4.1.3 Deflexiones

9.4.2 Elementos con presfuerzo parcial



9.4.2.3 Deflexiones

9.4.2.4 Agrietamiento

9.5 Pérdidas de presfuerzo

9.5.1 Pérdidas de presfuerzo en elementos pretensados

9.5.2 Pérdidas de presfuerzo en elementos postensados

9.5.3 Criterios de valuación de las pérdidas de presfuerzo

9.5.4 Indicaciones en planos

9.6 Requisitos complementarios

9.6.1 Zonas de anclaje

9.6.1.1 Geometría




9.6.1.2 Refuerzo

9.6.1.3 Esfuerzos permisibles de aplastamiento en el concreto de elementospostensados para edificios

9.6.2 Longitud de desarrollo y de transferencia del acero de presfuerzo

9.6.3 Anclajes y acopladores para postensado

9.6.4 Revisión de los extremos con continuidad

9.6.5 Recubrimiento en elementos de concreto presforzado

9.6.5.1 Elementos que no están en contacto con el terreno

9.6.5.2 Elementos de concreto presforzado en contacto con el terreno

9.6.5.3 Elementos de concreto presforzado expuestos a agentes agresivos

9.6.5.4 Barras de acero ordinario en elementos de concreto presforzado

9.6.6 Separación entre elementos de acero para presfuerzo

9.6.6.1 Separación libre horizontal entre alambres y entre torones

9.6.6.2 Separación libre horizontal entre ductos de postensado

9.6.6.3 Separación libre vertical entre alambres y entre torones

9.6.6.4 Separación libre vertical entre ductos de postensado

9.6.6.5 Separación libre vertical y horizontal entre barras de acero ordinarioen elementos de concreto presforzado

9.6.7 Protección contra corrosión

9.6.8 Resistencia al fuego

9.6.9 Ductos para postensado

9.6.10 Lechada para tendones de presfuerzo




9.7 Losas postensadas con tendones no adheridos


9.7.1.1 Definiciones

9.7.1.2 Losas planas apoyadas en columnas

9.7.1.3 Losas apoyadas en vigas

9.7.1.4 Factores de reducción

9.7.2 Estados límite de falla

9.7.2.1 Flexión

9.7.2.2 Cortante

9.7.3 Sistemas de losas postensadas–columnas bajo sismo

9.7.4 Estados límite de servicio



9.7.4.3 Deflexiones

9.7.4.4 Agrietamiento

9.7.4.5 Corrosión

9.7.4.6 Resistencia al fuego

9.7.5 Zonas de anclaje

10. Concreto prefabricado


10.2 Estructuras prefabricadas

10.3 Conexiones




10.4 Sistemas de piso

11. Concreto de alta resistencia

11.1 Definición

11.2 Empleo de concretos de alta resistencia


11.2.2 Limitaciones al empleo de concretos de alta resistencia

11.3 Propiedades mecánicas

11.3.1 Módulo de elasticidad

11.3.2 Resistencia a tensión

11.3.3 Contracción por secado

11.3.4 Deformación diferida

12. Concreto ligero


12.2 Requisitos complementarios

13. Concreto simple

13.1 Limitaciones

13.2 Juntas

13.3 Método de diseño

13.4 Esfuerzos de diseño

14. Construcción

14.1 Cimbra





14.1.2 Descimbrado

14.2 Acero


14.2.2 Control en la obra

14.2.3 Extensiones futuras

14.3 Concreto

14.3.1 Materiales componentes

14.3.2 Elaboración del concreto

14.3.3 Requisitos y control del concreto fresco

14.3.4 Requisitos y control del concreto endurecido

14.3.4.1 Resistencia a compresión ............

14.3.4.2 Módulo de elasticidad...................

14.3.5 Transporte

14.3.6 Colocación y compactación

14.3.7 Temperatura

14.3.8 Morteros aplicados neumáticamente




14.3.9 Curado

14.3.10 Juntas de colado................................

14.3.11 Tuberías y ductos incluidos en el concreto

14.4 Requisitos complementarios para concreto presforzado

14.4.1 Lechada para tendones adheridos

14.4.2 Tendones de presfuerzo

14.4.3 Aplicación y medición de la fuerza de presfuerzo

14.5 Requisitos complementarios para estructuras prefabricadas

14.6 Tolerancias




Normas Técnicas Complementarias para Diseño y Construcción de Estructuras deConcreto

NOTACIÓN

A área de concreto a tensión dividida entre el número de barras; también,área de la sección definida por el plano crítico de cortante por fricción; también,área de la sección transversal comprendida entre la cara a tensión por flexión dela losa postensada y el centro de gravedad de la sección completa, mm² (cm²)

A1 área de contacto en la revisión por aplastamiento, mm² (cm²)

A2 área de la figura de mayor tamaño, semejante al área de contacto yconcéntrica con ella, que puede inscribirse en la superficie que recibe la carga,mm² (cm²)

Ac área transversal del núcleo, hasta la orilla exterior del refuerzo transversal,mm² (cm²)

Acm área bruta de la sección de concreto comprendida por el espesor del muro yla longitud de la sección en la dirección de la fuerza cortante de diseño, mm² (cm²)

Acp área de la sección transversal del elemento, incluida dentro del perímetrodel elemento de concreto, mm² (cm²)

Acr área de la sección crítica para transmitir cortante entre columnas y losas ozapatas, mm² (cm²)

Af área del acero de refuerzo prinicipal necesario para resistir el momentoflexionante en ménsulas, mm² (cm²)

Ag área bruta de la sección transversal, mm² (cm²)

Ah área de los estribos complementarios horizontales en ménsulas, mm² (cm²)

An área del acero de refuerzo principal necesario para resistir la fuerza detensión horizontal Phu en ménsulas, mm² (cm²)




Ao área bruta encerrada por el flujo de cortante en elementos atorsión, mm² (cm²)

Aoh área comprendida por el perímetro ph, mm² (cm²)

As área de refuerzo longitudinal en tensión en acero de elementos a flexión;también, área total del refuerzo longitudinal en columnas; o también, área de lasbarras principales en ménsulas, mm² (cm²)

As’ área de acero de refuerzo longitudinal en compresión en elementos aflexión, mm² (cm²)

As,mín área mínima de refuerzo longitudinal de secciones rectangulares, mm² (cm²)

Asd área total del acero de refuerzo longitudinal de cada elemento diagonal envigas diafragma que unen muros sujetos a fuerzas horizontales en un plano,también llamadas vigas de acoplamiento, mm² (cm²)

Ash área del acero de refuerzo transversal por confinamiento en elementos aflexocompresión, mm² (cm²)

Asm área del acero de refuerzo de integridad estructural en losas planaspostensadas, mm² (cm²)

Asp área del acero de refuerzo que interviene en el cálculo de la resistencia aflexión de vigas T e I sin acero de compresión; también, área del acero depresfuerzo en la zona de tensión, mm² (cm²)

Ast área del acero de refuerzo longitudinal requerido por torsión, mm² (cm²)

At área transversal de una rama de estribo que resiste torsión, colocado a unaseparación s, mm² (cm²)

Atr área total de las secciones rectas de todo el refuerzo transversalcomprendido en la separación s, y que cruza el plano potencial de agrietamientoentre las barras que se anclan, mm² (cm²)

Av área de todas las ramas de refuerzo por tensión diagonal comprendido enuna distancia s; también, en vigas diafragma, área de acero de refuerzo verticalcomprendida en una distancia s, mm² (cm²)

Avf área del acero de refuerzo por cortante por fricción, mm² (cm²)

Avh área de acero de refuerzo horizontal comprendida en una distancia sh envigas diafragma, mm² (cm²)




Avm área de acero de refuerzo paralelo a la fuerza cortante de diseñocomprendida en una distancia sm en muros y segmentos de muro, mm² (cm²)

Avn área de acero de refuerzo perpendicular a la fuerza cortante de diseñocomprendida en una distancia sn en muros y segmentos de muro, mm² (cm²)

a profundidad del bloque de esfuerzos a compresión en el concreto; también,en ménsulas, distancia de la carga al paño donde arranca la ménsula, mm (cm)

a1, a2 respectivamente, claros corto y largo de un tablero de una losa, o ladoscorto y largo de una zapata, m

as área transversal de una barra, mm² (cm²)

as1 área transversal del refuerzo por cambios volumétricos, por unidad deancho de la pieza, mm²/mm (cm²/cm)

Be ancho de losa usado para calcular la rigidez a flexión de vigas equivalentes,mm (cm)

Bt ancho total de la losa entre las líneas medias de los tableros adyacentes aleje de columnas considerado, mm (cm)

b ancho de una sección rectangular, o ancho del patín a compresión en vigasT, I o L, o ancho de una viga ficticia para resistir fuerza cortante en losas ozapatas, mm (cm)

b’ ancho del alma de una sección T, I o L, mm (cm)

bc dimensión del núcleo de un elemento a flexocompresión, normal al refuerzode área Ash, mm (cm)

be ancho efectivo para resistir fuerza cortante de la unión viga–columna, mm(cm)

bo perímetro de la sección crítica por tensión diagonal alrededor de cargasconcentradas a reacciones en losas y zapatas, mm (cm)

bv ancho del área de contacto en vigas de sección compuesta, mm (cm)

Cf coeficiente de deformación axial diferida final

Cm factor definido en la sección 1.4.2.2 y que toma en cuenta la forma deldiagrama de momentos flexionantes




c separación o recubrimiento; también, profundidad del eje neutromedida desde la fibra extrema en compresión; o también, en muros, la mayorprofundidad del eje neutro calculada para la carga axial de diseño y el momentoresistente (igual al momento último resistente con factor de resistencia unitario) yconsistente con el desplazamiento lateral de diseño, u, mm (cm)

c1 dimensión horizontal del capitel en su unión con el ábaco, paralela a ladirección de análisis; también, dimensión paralela al momento transmitido en losasplanas, mm (cm)

c2 dimensión horizontal del capitel en su unión con el ábaco, normal a ladirección de análisis; también, dimensión normal al momento transmitido en losasplanas, mm (cm)

D diámetro de una columna, mm (cm)

Dp diámetro de un pilote en la base de la zapata, mm (cm)

d peralte efectivo en la dirección de flexión; es decir, distancia entre elcentroide del acero de tensión y la fibra extrema de compresión, mm (cm)

d’ distancia entre el centroide del acero de compresión y la fibra extrema acompresión, mm (cm)

db diámetro nominal de una barra, mm (cm)

dc recubrimiento de concreto medido desde la fibra extrema en tensión alcentro de la barra más próxima a ella, mm (cm)

dp distancia de la fibra extrema en compresión al centroide de los tendones depresfuerzo, mm (cm)

ds distancia entre la fibra extrema en compresión y el centroide del acero derefuerzo longitudinal ordinario a tensión, mm (cm)

Ec módulo de la elasticidad del concreto de peso normal, MPa (kg/cm²)

EL módulo de elasticidad del concreto ligero, MPa (kg/cm²)

Es módulo de elasticidad del acero, MPa (kg/cm²)

e base de los logaritmos naturales

ex excentricidad en la dirección X de la fuerza normal en elementos aflexocompresión, mm (cm)




ey excentricidad en la dirección Y de la fuerza normal en elementosa flexocompresión, mm (cm)

Fab factor de amplificación de momentos flexionantes en elementos aflexocompresión con extremos restringidos lateralmente

Fas factor de amplificación de momentos flexionantes en elementos aflexocompresión con extremos no restringidos lateralmente

FR factor de resistencia

fb esfuerzo de aplastamiento permisible, MPa (kg/cm²)

fc’ resistencia especificada del concreto a compresión, MPa (kg/cm²)

fc” magnitud del bloque equivalente de esfuerzos del concreto a compresión,MPa (kg/cm²)

resistencia media a compresión del concreto, MPa (kg/cm²)

fc* resistencia nominal del concreto a compresión, MPa (kg/cm²)

fci’ resistencia a compresión del concreto a la edad en que ocurre latransferencia, MPa (kg/cm²)

fcp esfuerzo de compresión efectivo debido al presfuerzo, después de todas laspérdidas, en el centroide de la sección transversal o en la unión del alma y elpatín, MPa (kg/cm²)

resistencia media a tensión por flexión del concreto o módulo de rotura,MPa (kg/cm²)

f f* resistencia nominal del concreto a flexión, MPa (kg/cm²)

fs esfuerzo en el acero en condiciones de servicio, MPa (kg/cm²)

fse esfuerzo en el acero de presfuerzo en condiciones de servicio después depérdidas, MPa (kg/cm²)

fsp esfuerzo en el acero de presfuerzo cuando se alcanza la resistencia aflexión del elemento, MPa (kg/cm²)

fsr esfuerzo resistente del acero de presfuerzo, MPa (kg/cm²)




resistencia media del concreto a tensión, MPa (kg/cm²)

f t* resistencia nominal del concreto a tensión, MPa (kg/cm²)

fy esfuerzo especificado de fluencia del acero de refuerzo, MPa (kg/cm²)

fyh esfuerzo especificado de fluencia del acero de refuerzo transversal o, envigas diafragma, del acero de refuerzo horizontal, MPa (kg/cm²)

fyp esfuerzo convencional de fluencia del acero de presfuerzo, MPa (kg/cm²)

fyt esfuerzo especificado de fluencia del acero de refuerzo transversalnecesario para resistir torsión, MPa (kg/cm²)

fyv esfuerzo especificado de fluencia del acero de refuerzo transversalnecesario para resistir fuerza cortante, MPa (kg/cm²)

H longitud libre de un miembro a flexocompresión, o altura del segmento otablero del muro en consideración, en ambos casos perpendicular a la dirección dela fuerza cortante, mm (cm)

H ’ longitud efectiva de pandeo de un miembro a flexocompresión, mm (cm)

Hcr altura crítica de un muro, mm (cm)

Hm altura total de un muro, mm (cm)

h peralte total de un elemento, o dimensión transversal de un miembroparalela a la flexión o a la fuerza cortante; también, altura de entrepiso eje a eje,mm (cm)

h1 distancia entre el eje neutro y el centroide del refuerzo principal de tensión,mm (cm)

h2 distancia entre el eje neutro y la fibra más esforzada a tensión, mm (cm)

hs , hp peralte de viga secundaria y principal, respectivamente, mm (cm)

I1, I2, I3 momentos de inercia para calcular deflexiones inmediatas, mm4 (cm4)

Iag momento de inercia de la sección transformada agrietada, mm4 (cm4)

Ie momento de inercia efectivo, mm4 (cm4)




Ig momento de inercia centroidal de la sección bruta de concreto deun miembro, mm4 (cm4)

Ip índice de presfuerzo

Jc parámetro para el cálculo del esfuerzo cortante actuante debido atransferencia de momento entre columnas y losas o zapatas, mm4 (cm4)

K coeficiente de fricción por desviación accidental por metro de tendón, 1/m

Ktr índice de refuerzo transversal, mm (cm)

k factor de longitud efectiva de pandeo de un miembro a flexocompresión;también, coeficiente para determinar el peralte mínimo en losas planas

L claro de un elemento; también, longitud de un muro o de un tablero de muroen la dirección de la fuerza cortante de diseño; o también, en concretopresforzado, longitud del tendón desde el extremo donde se une al gato hasta elpunto x, mm (cm)

Ld longitud de desarrollo, mm (cm)

Ldb longitud básica de desarrollo, mm (cm)

l1, l2 claros centro a centro en cada dirección principal para determinar elrefuerzo de integridad estructural en losas planas postensadas, m

M momento flexionante que actúa en una sección, N-mm (kg-cm)

M1 menor momento flexionante en un extremo de un miembro aflexocompresión; también, en marcos dúctiles con articulaciones alejadas de lascolumnas, demanda de momento flexionante en la cara de la columna (sección 1)debida a la formación de la articulación plástica en la sección 2, N-mm (kg-cm)

M2 mayor momento flexionante en un extremo de un miembro aflexocompresión; también, en marcos dúctiles con articulaciones plásticas alejadasde la columna, momentos flexionantes resistentes asociados a la formación de laarticulación plástica en la sección 2, N-mm (kg-cm)

M1b, M2b momentos flexionantes multiplicados por el factor de carga, en losextremos respectivos donde actúan M1 y M2, producidos por las cargas que nocausan un desplazamiento lateral apreciable, calculado con un análisis elástico deprimer orden, N-mm(kg-cm)




M1s , M2s momentos flexionantes multiplicados por el factor de carga, enlos extremos respectivos donde actúan M1 y M2, producidos por las cargas quecausan un desplazamiento lateral apreciable, calculado con un análisis elástico deprimer orden, N-mm (kg-cm)

Ma1, Ma2 en marcos dúctiles con articulaciones plásticas alejadas de la columna,momentos flexionantes de diseño en las secciones 1 y 2, respectivamente,obtenidos del análisis, N-mm (kg-cm)

Mag momento de agrietamiento, N-mm (kg-cm)

Mc momento flexionante amplificado resultado de la revisión por esbeltez, N-mm (kg-cm)

Me momento flexionante resistente de la columna al paño del nudo de marcosdúctiles, calculado con factor de resistencia igual a uno, N-mm (kg-cm)

Mg momento flexionante resistente de la viga al paño del nudo de marcosdúctiles, calculado con factor de resistencia igual a uno y esfuerzo de fluenciaigual a 1.25 fy, N-mm (kg-cm)

Mmáx momento flexionante máximo correspondiente al nivel de carga para el cualse estima la deflexión,N-mm (kg-cm)

MR momento flexionante resistente de diseño, N-mm(kg-cm)

MRp momento flexionante resistente suministrado por el acero presforzado, N-mm (kg-cm)

MRr momento flexionante resistente suministrado por el acero ordinario, N-mm(kg-cm)

MRx momento flexionante resistente de diseño alrededor del eje X, N-mm (kg-cm)

MRy momento flexionante resistente de diseño alrededor del eje Y, N-mm (kg-cm)

Mu momento flexionante de diseño, N-mm (kg-cm)

Mux momento flexionante de diseño alrededor del eje X, N-mm (kg-cm)

Muy momento flexionante de diseño alrededor del eje Y, N-mm (kg-cm)




m relación a1/a2

Nc fuerza a tensión en el concreto debida a cargas muerta y viva de servicio, N(kg)

Nu fuerza de diseño de compresión normal al plano crítico en la revisión porfuerza cortante por fricción, N (kg)

n número de barras sobre el plano potencial de agrietamiento

P carga axial que actúa en una sección; también, carga concentrada en losas,N (kg)

P0 valor de la fuerza que es necesario aplicar en el gato para producir unatensión determinada Px en el tendón postensado, N (kg)

Pc carga axial crítica, N (kg)

Phu fuerza de tensión horizontal de diseño en ménsulas, N (kg)

PR carga normal resistente de diseño, N (kg)

PR0 carga axial resistente de diseño, N (kg)

PRx carga normal resistente de diseño aplicada con una excentricidad ex, N (kg)

PRy carga normal resistente de diseño aplicada con una excentricidad ey, N (kg)

Pu fuerza axial de diseño, N (kg)

Pvu fuerza vertical de diseño en ménsulas, N (kg)

Px tensión en el tendón postensado en el punto x, N (kg)

p cuantía del acero de refuerzo longitudinal a tensión:

p = (en vigas);

p = (en muros); y




p = (en columnas).

p’ cuantía del acero de refuerzo longitudinal a compresión:

p’ = (en elementos a flexión).

pcp perímetro exterior de la sección transversal de concreto del elemento, mm(cm)

ph perímetro, medido en el eje, del estribo de refuerzo por torsión, mm (cm)

pm cuantía del refuerzo paralelo a la dirección de la fuerza cortante de diseñodistribuido en el área bruta de la sección transversal normal a dicho refuerzo

pn cuantía de refuerzo perpendicular a la dirección de la fuerza cortante dediseño distribuido en el área bruta de la sección transversal normal a dichorefuerzo

pp cuantía de acero de presfuerzo (Asp / b dp)

ps cuantía volumétrica de refuerzo helicoidal o de estribos circulares encolumnas

Q factor de comportamiento sísmico

q’ =

Rb distancia del centro de la carga al borde más próximo a ella, mm (cm)

r radio de giro de una sección; también, radio del círculo de igual área a la deaplicación de la carga concentrada, mm (cm)

SLh separación libre horizontal entre tendones y ductos, mm (cm)

SLv separación libre vertical entre tendones y ductos, mm (cm)

s separación del refuerzo transversal, mm (cm)

sh separación del acero de refuerzo horizontal en vigas diafragma, mm (cm)




sm separación del refuerzo perpendicular a la fuerza cortante dediseño, mm (cm)

sn separación del refuerzo paralelo a la fuerza cortante de diseño, mm (cm)

T momento torsionante que actúa en una sección, N-mm (kg-cm)

TR0 momento torsionante resistente de diseño de un miembro sin refuerzo portorsión, N-mm (kg-cm)

Tu momento torsionante de diseño, N-mm (kg-cm)

Tuh momento torsionante de diseño en la condición hiperestática, N-mm (kg-cm)

Tui momento torsionante de diseño en la condición isostática, N-mm (kg-cm)

t espesor del patín en secciones I o L, o espesor de muros, mm (cm)

u relación entre el máximo momento flexionante de diseño por carga muerta ycarga viva sostenida, y el máximo momento flexionante de diseño total asociadosa la misma combinación de cargas

V fuerza cortante que actúa en una sección, N (kg)

VcR fuerza cortante de diseño que toma el concreto, N (kg)

VsR fuerza cortante se diseño que toma el acero de refuerzo transversal, N (kg)

Vu fuerza cortante de diseño, N (kg)

vn esfuerzo cortante horizontal entre los elementos que forman una vigacompuesta, MPa (kg/cm²)

vu esfuerzo cortante de diseño, MPa (kg/cm²)

Wu suma de las cargas de diseño muertas y vivas, multiplicadas por el factor decarga correspondiente, acumuladas desde el extremo superior del edificio hasta elentrepiso considerado, N (kg)

w carga uniformemente distribuida, kN/m² (kg/m²)

wu carga de diseño de la losa postensada, kN/m² (kg/m²)

x punto en el cual se valúan la tensión y pérdidas por postensado; también,dimensión en la dirección en que se considera la tolerancia, mm (cm)




x1 dimensión mínima del miembro medida perpendicularmente alrefuerzo por cambios volumétricos, mm (cm)

y longitud de ménsulas restando la tolerancia de separación, mm (cm)

z brazo del par interno en vigas diafragma y muros, mm (cm)

fracción del momento flexionante que se transmite por excentricidad de lafuerza cortante en losas planas o zapatas

1 factor definido en el inciso 2.1.e que especifica la profundidad del bloqueequivalente de esfuerzos a compresión, como una fracción de la profundidad deleje neutro, c

relación del lado corto al lado largo del área donde actúa la carga oreacción

desplazamiento de entrepiso producido por la fuerza cortante de entrepisoV, mm (cm)

f deformación axial final, mm (cm)

i deformación axial inmediata, mm (cm)

cf contracción por secado final

sp deformación unitaria del acero de presfuerzo cuando se alcanza elmomento flexionante resistente de la sección

yp deformación unitaria convencional de fluencia del acero de presfuerzo

cambio angular total en el perfil del tendón desde el extremo donde actúa elgato hasta el punto x, radianes

ángulo que el acero de refuerzo transversal por tensión diagonal forma conel eje de la pieza; también, ángulo con respecto al eje de la viga diafragma queforma el elemento de refuerzo diagonal, grados

índice de estabilidad

coeficiente de fricción para diseño de cortante por fricción; también,coeficiente de fricción por curvatura en concreto presforzado

UNIVERSIDAD AUTONOMA DE COAHUILA FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL U.T. APUNTES DE … · 2013. 4....

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